Přezkoumání Genetiky
vlastnosti, vyjádřené tím, že všechny živé organismy jsou řízeny geny. Tyto geny jsou zděděny od rodičů / s organismu a řídí vše od druhu k morfologii. Geny jsou umístěny na chromozomech, které jsou strukturální uspořádání DNA v jádrech v eukaryot a jadérka v prokaryotes. Studium těchto chromozomů, genů, které obsahují, a jejich dědičnost, je to, co je společně známé jako genetika.,
Gregor Mendel je známý jako otec genetiky. V roce 1860 strávil Augustiniánský mnich známý jako Mendel deset let studiem dědičnosti rysů v rostlinách hrachu. Křížením rostlin s rozdílnými výškami a květinovými barvami dokázal určit, že takové rysy jsou předávány od rodičů k potomkům. Nejen to, ale výsledná vystavená vlastnost je kombinací toho, co vykazují mateřské rostliny. Jako takový byl schopen konstatovat, že rysy jsou zděděny dvěma verzemi genu, které interagují s produkcí fenotypu u potomků. To je uvedeno v následující tabulce., Některé genové verze jsou dominantní nad ostatními: například vysoká verze je dominantní nad krátkou verzí genu, což znamená, že pokud potomstvo obsahuje vysokou verzi a krátkou verzi genu, potomstvo bude vysoké. Potomstvo bude krátké, pouze pokud jsou obě zděděné verze krátké. Tyto verze jsou to, čemu říkáme alely.
Tabulka 1: potomstvo produkované různými kombinacemi Mendelových hrachových rostlin.
po Mendelově práci na rostlinách hrachu a genetické dědičnosti další vědci zjistili, že čísla chromozomů jsou stanovena u každého druhu., Ve většině eukaryot je vystavené číslo známé jako diploidní číslo (2n) nebo dvě kompletní sady chromozomů: jedna zděděná od každého rodiče. Všichni členové druhu mají obvykle stejné chromozomální číslo. Níže uvedená tabulka ukazuje diploidní chromozomové číslo několika známých druhů.
Tabulka 2: diploidní chromozomové číslo několika známých druhů rostlin a zvířat.,
| Species | Diploid chromosome number (2n) |
| Human | 46 |
| Cat (domestic?,=“96f2fe26fa“>48 | |
| Tomato | 24 |
| Pšenice | 42 |
| Šimpanz | 48 |
Tento výzkum později vedla k chromozomální teorie dědičnosti, která říká, že vlastnosti zobrazí v potomci jsou zděděné od rodičů, a jsou řízeny geny na chromozomech, přešel na potomstvo od rodičů prostřednictvím gamet.,
Genetické variace nastane, když gen ovládající rys mutuje produkovat nová varianta, nebo znovu kombinuje produkovat nová varianta. Příkladem toho by byly bílé oči v ovocných muškách.
organismy zdědí dvě kopie genu, jednu od každého rodiče. Tyto kopie jsou známé jako alely. Mezi těmito alely existují různé úrovně interakce, které určují, která kopie genu bude vyjádřena. Dominantní rysy jsou vyjádřeny nad recesivními rysy(jako je příklad Mendelových hrachových rostlin výše)., Zákon nezávislého sortimentu upravuje, jak jsou vyjádřeny dva kontrastní rysy, z nichž každý má sadu alel. Příležitostně dva nebo více genů ovlivňují jednu vlastnost, což vede k stupňům exprese této vlastnosti, jako je barva srsti v Labradorech. Toto je označováno jako neúplná nebo částečná dominance. Geny umístěné na chromozomu X jsou vyjádřeny odlišně u mužských a ženských potomků, protože mužské potomstvo má pro tuto vlastnost pouze jednu alelu. Kodominantní alely jsou vyjádřeny současně, jako jsou krevní skupiny MN u lidí., Krevní skupiny ABO u lidí jsou kontrolovány více alely v populaci,z nichž až čtyři mohou rodiče přenést na potomstvo. Také některé alely jsou smrtící. Mohou to být smrtelné recesivní mutace, kde dvojitá kopie této alely zabije organismus, ale recesivní smrtelná kopie bude maskována druhou „zdravou“ kopií. Jedna alela s dominantní smrtelnou mutací stačí k tomu, aby vedla ke smrti organismu. Teplotní a environmentální proměnné mohou také ovlivnit genovou expresi.,
střídavé životní cykly
některé organismy, jako jsou houby, mají střídavé životní cykly, kde se haploidní i diploidní formy přirozeně vyskytují v přírodě nazývané střídání generací. Plodová struktura (teleomorf) houby produkuje spory (jednotka asexuální reprodukce přizpůsobená pro rozptýlení). Tato jednotka je schopna vytvářet hyfy a vytvářet Volně žijící haploidní jedince prostřednictvím pokračujícího buněčného dělení. Tyto hyfy mohou vytvářet asexuální haploidní kolonie., Na druhé straně se tyto jednotky mohou spojit procesem karyogamie (jaderné manželství) a vytvářet sexuální diploidní volné živé jedince. Některé houby jsou heterothalické, schopné sexuální reprodukce bez nutnosti jiného partnera. Zatímco některé jiné houby jsou homothalické, vyžadující, aby se pohlavně rozmnožoval jiný jedinec s jiným typem Páření. To je znázorněno na obrázku níže.,
Obrázek 1: střídavý životní cyklus hub
chromozomové sady
Diploid označuje číslo kompletní sady chromozomů přítomné v každé buňce organismu: diploidní buňky obsahují dvě kompletní sady. Haploidní organismy naopak obsahují pouze jednu kompletní sadu chromozomů.sady chromozomů
mohou být změněny v meióze a příležitostně v mitóze. Při meióze je počet chromozomů snížen., Chromozomové sady se zpočátku zdvojnásobí, aby se vytvořily tetraploidní buňky (4n). Proces meiózy, který produkuje pohlavní buňky, rozděluje 4N rodičovskou buňku na čtyři haploidní (n) dceřiné buňky, které pak lze kombinovat v sexuální reprodukci za vzniku diploidního potomstva. Při mitóze je chromozomální číslo zachováno. Chromozomové sady se zpočátku zdvojnásobí, aby se vytvořila buňka 4n. Mitóza pak rozdělí rodičovskou buňku na dvě dceřiné buňky se stejnými chromozomovými sadami 2N., V mitóze obsahují dceřiné buňky stejnou genetickou informaci jako mateřská buňka, zatímco v meióze každá Dceřiná buňka obsahuje pouze polovinu genetické informace rodičovské buňky, což umožňuje genetickou rekombinaci u potomků.
co by se stalo, kdyby nedošlo k zdvojnásobení a redukci chromozomu?
při meióze, pokud by se zdvojnásobení chromozomů nevyskytlo před rozdělením buněk, každá ze čtyř dceřiných buněk by obsahovala pouze čtvrtinu chromozomů své mateřské buňky – takže diploidní rodičovská buňka by produkovala čtyři buňky s pouze polovinou sady chromozomů., Když by se tyto pohlavní buňky spojily a vytvořily potomstvo, potomci by byli haploidní, a tak by byl jiný druh než rodič, a tak by se nemohli chovat. V mitóze, pokud by se zdvojnásobení chromozomů nevyskytlo před rozdělením buněk, každá ze dvou dceřiných buněk by obsahovala pouze jeden chromozom z jejich mateřské buňky. To by mělo za následek jedince s buňkami různých chromozomových čísel, což by mělo za následek genetické mutace., Pokud by ke snížení chromozomu nedošlo u meiózy, kombinace dvou buněk k vytvoření potomstva by vedla k potomstvu s dvojnásobným počtem chromozomů jednoho z jeho rodičů nebo chromozomální sady 4N. Toto potomstvo by pak bylo dalším druhem. Pokud by se u mitózy nevyskytla redukce chromozomů, výsledné dceřiné buňky by obsahovaly chromozomální sadu 4N, a tak by byly neslučitelné se zbytkem organismu.
co se stane, když není chromozomální číslo zachováno?,
procesy mitózy a meiózy jsou strukturovány tak, aby zajistily, že počet chromozomů potomstva odráží počet rodičů. Někdy se však věci pokazí a není tomu tak. K nondisjunkci dochází, když karyokineze nedochází správně: chromozomy se nerozdělují do svých sesterských chromatidů, což vede k dceřiným buňkám s nerovným počtem chromozomů. Monosomie se vyskytuje po nedisjunkci, v dceřiné buňce obsahující méně chromozomů – tato buňka bude obsahovat jeden méně chromozomu nebo jeden chromozom, kde by měla obsahovat dva., Druhá dceřiná buňka bude vykazovat trizomii-bude obsahovat jeden další chromozomnebo tři chromozomy, kde by měly obsahovat dva. Polyploidie nastává, když buňka obsahuje více než dvě haploidní chromozomové sady (jako jsou triploidní nebo tetraploidní buňky). Autopolyploidie znamená, že jsou přítomny více než dvě haploidní chromozomové sady stejného druhu; k tomu může dojít v důsledku neúplné segregace v meióze, nebo pokud dvě spermie oplodní stejnou vaječnou buňku., Allopolyploidy výsledky při mateřské buňky nejsou stejného druhu, což vede k dceru buňku obsahující kompletní diploidních chromozomů od každého rodiče buňky. Příkladem toho je mezek, což je kříž mezi koněm a oslem. Takové organismy jsou obvykle sterilní. Výsledkem těchto událostí je aneuploidie nebo buňka, která neobsahuje diploidní chromozomové číslo. To je základem mnoha genetických onemocnění, jako je Downův syndrom (vyplývající z trizomie) nebo Edwardsův syndrom (také vyplývající z trizomie).
Obrázek 2: kompletní chromozomová sada ženy s Downovým syndromem., Trizomie se vyskytuje na 21.chromozomu.
Jiné abnormality v chromozomu sady obsahují změnu v uspořádání chromozomální sada. Delece části chromozomu, u lidí, může vést k onemocnění, jako cri du chat syndrom; opakování části chromozomu, vyplývající z nerovného crossing over genetického materiálu během meiózy., Inverze genových sekvencí, translokace chromozomových segmentů, může mít za následek familiární Downův syndrom u lidí; a křehká místa v chromozomech, jako je Martin-Bellův syndrom u lidí, častá příčina mentální retardace.
jaký je rozdíl mezi Haploidem a Diploidem? Co to znamená?
haploidní chromozomová sada se vyskytuje u eukaryot, když se produkuje pohlavní buňka nebo gameta. Tato buňka obsahuje polovinu genetického materiálu nebo chromozomů své mateřské buňky.
diploidní chromozomová sada se vyskytuje ve většině eukaryot v somatických buňkách – tj., Tyto buňky obsahují celou sadu genetického materiálu, nebo chromozomy, organismu, nebo zdvojnásobit haploidní chromozom sadu. Celá genová sada organismu je tedy umístěna v každé buňce tohoto organismu.
zobrazení diploidní chromozomové sady organismu je známé jako karyotyp. Karyotyp je organizován podle pořadí velikosti chromozomů a umístění centromeru.
obrázek 3: karyotyp lidského muže, ukazující diploidní chromozomové číslo 46.,
Balení Haploidní vs. Diploidní
Diploidní a haploidní buňky a organismy se vyskytují v přírodě. Rozdíly mezi haploidními a diploidními chromozomovými sadami jsou v počtu přítomných chromozomů a v typech buněk, ve kterých se vyskytují. Haploidní buňky obsahují polovinu počtu chromozomů diploidních buněk a jsou většinou zárodečné buňky, zatímco diploidní buňky jsou somatické buňky. Některé organismy mají haploidní a diploidní životní cyklus, jako jsou řasy., Diploidní buňky se reprodukují prostřednictvím mitózy a vytvářejí dceřiné buňky identické s mateřskými buňkami a navzájem. Haploidní, na druhé straně, reprodukovat prostřednictvím meiózy produkující potomky nebo buňky odlišné od ostatních rodičů, ale obsahující trochu každého rodiče a každou buňku odlišnou od druhé.
nejlepší zdroj obrazu
pojďme vše uvést do praxe. Vyzkoušejte tuto otázku biologické praxe:
hledáte Další biologickou praxi?
podívejte se na naše další články o biologii.
najdete také tisíce praktických otázek Albert.io Alberte.,io vám umožňuje přizpůsobit své zkušenosti s učením tak, aby se zaměřily na praxi, kde potřebujete nejvíce pomoci. Dáme vám náročné praktické otázky, které vám pomohou dosáhnout mistrovství v biologii.
začněte cvičit zde.
jste učitel nebo správce, který má zájem o zvýšení výsledků studentů biologie?
Další informace o našich školních licencích naleznete zde.